石油鉆井作業(yè)風險分析與事故預(yù)防

王 濤 ，陳 剛

1.中國石油天然氣集團公司長城鉆探公司遼河分部綜合辦，遼寧盤錦 124010

2.中國石油化工股份有限公司天然氣川氣東送管道分公司物資裝備部，湖北武漢 430223

石油鉆井作業(yè)風險分析與事故預(yù)防

王 濤1，陳 剛2

1.中國石油天然氣集團公司長城鉆探公司遼河分部綜合辦，遼寧盤錦 124010

2.中國石油化工股份有限公司天然氣川氣東送管道分公司物資裝備部，湖北武漢 430223

石油天然氣鉆井作業(yè)是高收入、高風險和高技術(shù)水平的特殊工作。由于鉆井工藝和鉆井場所的特殊性，在鉆井作業(yè)的不同階段和不同環(huán)節(jié)中，均存在對人員身體健康、人員與設(shè)施安全和生態(tài)環(huán)境等不同程度和不同形式的影響及危害。石油鉆井作業(yè)的風險分析和事故預(yù)防即是對這些風險進行辯識與評估，對這些風險進行定性或定量分析，得出系統(tǒng)發(fā)生風險的可能性及其后果（形式、種類）、參數(shù)特征，估計其概率分布大小、風險率的大小、后果嚴重程度，以確定風險是否可以接受，并根據(jù)這些結(jié)論制定有效的預(yù)防、控制措施和應(yīng)急預(yù)案以尋求最低事故率，最少的損失和最優(yōu)的安全投資效應(yīng)。本文對石油鉆井作業(yè)風險分析與事故預(yù)防進行論述。

石油鉆井；風險分析；事故預(yù)防

0 引言

由于鉆井工藝和鉆井場所的特殊性，在鉆井作業(yè)的不同階段和不同環(huán)節(jié)中，均存在對人員身體健康、人員與設(shè)施安全和生態(tài)環(huán)境等不同程度和不同形式的影響及危害。石油鉆井作業(yè)的風險分析和事故預(yù)防即是對這些風險進行辯識與評估，對這些風險進行定性或定量分析，得出系統(tǒng)發(fā)生風險的可能性及其后果（形式、種類）、參數(shù)特征，估計其概率分布大小、風險率的大小、后果嚴重程度，以確定風險是否可以接受，并根據(jù)這些結(jié)論制定有效的預(yù)防、控制措施和應(yīng)急預(yù)案以尋求最低事故率，最少的損失和最優(yōu)的安全投資效應(yīng)。

1 石油鉆井作業(yè)風險分析

適應(yīng)于作業(yè)風險分析方法有幾十種之多，各種方法都各具特點并適于特定的場合。主要有：如果……怎么樣/檢查表，如果……怎么樣/檢查表，預(yù)先危險分析，作業(yè)條件風險分析法，危險及可操作性研究，故障類型及影響分析，事故樹分析，事件樹分析，模糊風險分析法，美國道化學公司及英國蒙德分部的危險指數(shù)方法，原因、后果分析，人員失誤分析，荷蘭的單元或工廠設(shè)備分類快速排序法等。根據(jù)鉆井作業(yè)地區(qū)環(huán)境調(diào)查結(jié)果和鉆井作業(yè)活動中易發(fā)生事故環(huán)節(jié)以及日常管理經(jīng)驗，從人的行為、物理狀態(tài)、環(huán)境因素等方面進行分析、對鉆井作業(yè)項目的全過程進行風險因素識別?？刹捎米鳂I(yè)條件風險分析法、危險及可操作性研究、故障類型及影響分析、事故樹分析、事件樹分析、模糊風險分析法等定性方法和定量方法進行風險識別。下面以模糊綜合風險評價為例對某井隊鉆井作業(yè)過程存在的風險情況進行評價。

1.1 安全模糊綜合評價方法

模糊綜合評價就是以模糊數(shù)學為基礎(chǔ)，應(yīng)用模糊關(guān)系合成的原理，將一些邊界不清，不易定量的因素定量化，從而對實際的綜合評價問題進行評價的一種方法。在鉆井作業(yè)中，由于多數(shù)安全問題具有多目標、多屬性的特點，研究安全經(jīng)濟問題及其效用宜采用多目標分析。而勞動安全模糊綜合評價法，應(yīng)用數(shù)學家馮·諾伊曼的新效用理論的概念及性質(zhì)十分方便，能很好的解決這一類型的安全評價問題。

1.1.1 權(quán)向量A的確定

在安全評價中，確定各指標的權(quán)重的方法有很多種，AHP方法（層次分析法）是一種較為成熟和有效的方法。它是一種有效地將錯綜復(fù)雜、模糊不清的相互關(guān)系轉(zhuǎn)化為定量分析的方法。AHP把需要研究的復(fù)雜問題分解為不同的組成單元，并根據(jù)總目標的要求，按相互關(guān)系影響劃分為有序遞階層次結(jié)構(gòu)圖。然后通過兩兩比較，確定層次中諸指標相對于上一層次所屬因素的相對重要性，構(gòu)造出兩兩比較判斷矩陣，然后綜合這些判斷，決定各指標相對重要性的總的排序。

在建立梯階層次結(jié)構(gòu)體系后，根據(jù)上下層次之間的隸屬關(guān)系，構(gòu)造判斷矩陣。以上一層次某因素為準則，它對下一層次各指標有支配關(guān)系，通過兩兩比較下一層次各指標對上一層次某因素的相對重要性，并給予一定的分值Ck，建立比較判斷矩陣，根據(jù)AHP算法，對矩陣進行合理性判斷運算。在一般情況下，每個單元的評價項目權(quán)向量可以憑經(jīng)驗即可進行大致判斷，沒有必要使用AHP方法。

1.1.2 模糊合成算子

模糊綜合評價的原理是模糊變換，模型為：

其中“?！睘槟：铣伤阕樱礊镸(*,?)，“*”和“?”是模糊變換的兩種運算，具體為

1.2 鉆井作業(yè)風險安全評價

通過權(quán)重計算得四類人的評價權(quán)重分別為：04845、0.1094、0.2967、0.1094，稍加調(diào)整為 ：0.5、0.1、0.3、0.1，即 ：

[檢驗人、管理人、技術(shù)人、操作人]=[ 0.5、0.1、0.3、0.1]

通過0-1-3-5評分系列打分后，將安全檢查表進行統(tǒng)計分析，結(jié)果如表1所示。

1.2.1 鉆井工程安全性模糊綜合評價

取評價級數(shù)為5，分別為很安全、較安全、中等、較不安全、很不安全，即V= [很安全，較安全，中等，較不安全，很不安全]，給各級數(shù)賦值如下：

[很安全，較安全，中等，較不安全，很不安全 ]=[1，0.8，0.6，0.4，0.2]

在鉆井工程眾多安全影響因素中歸納篩選出23個因子，并按施工過程分為四大類：鉆井設(shè)備搬遷、設(shè)備安裝及校正、鉆進過程、完井。即U=[鉆井設(shè)備搬遷、設(shè)備安裝及校正、鉆進過程、完井]。通過層次分析法計算出各單元及分單元的權(quán)重，如表2所示。

采用多維量表法來確定模糊關(guān)系矩陣R將安全級數(shù)和評價單元的模糊關(guān)系統(tǒng)計得，如表3。

表1 鉆井作業(yè)各過程結(jié)果匯總

表2 鉆井工程單元劃分

表3 安全級數(shù)和評價單元的模糊關(guān)系統(tǒng)計表

根據(jù)安全級數(shù)和評價單元的模糊關(guān)系統(tǒng)計表可得出模糊矩陣R。

采用第四種模糊合成算子將矩陣進行模糊變換，模型為：

k 取2，采用加權(quán)平均原則確定評價等級，則

將所得的B'轉(zhuǎn)換成評價等級。即

得：

系統(tǒng)安全級數(shù) = 0.7077

故系統(tǒng)安全等級在中等安全和較安全之間。

2 鉆井作業(yè)風險削減措施

在鉆井作業(yè)中應(yīng)本著“安全第一，預(yù)防為主”的方針，建立一套完善的HSE保障體系，制定出具體的預(yù)防控制、消除險情的措施。鉆井作業(yè)HSE風險削減措施的制定和實施，涉及到鉆井施工過程中管理的各個方面，既需要有削減風險措施的保障體系，也需要各級領(lǐng)導(dǎo)的承諾和人、財、物的支持。同時，當有多種措施可用時，應(yīng)通過綜合經(jīng)濟分析來選擇，使風險削減程度與風險削減過程的時間、難度和代價之間達到一種平衡，即將風險降低到“合理實際并盡可能低” 的水平。

[1]中國石油天然氣集團公司HSE指導(dǎo)委員會編著.鉆井作業(yè)HSE風險管理[M].石油工業(yè)出版社，2001，12.

[2]羅云，樊運曉，馬曉春編著.風險分析與安全評價[M].2版.化學工業(yè)出版社，2005，1.

[3]吳宗之，高進東編著.重大危險源辨識與控制[M].冶金工業(yè)出版社，2001，6.

[6]黃敏編著.石油天然氣行業(yè)環(huán)境和職業(yè)健康安全管理體系（建立與運行）[M].中國標準出版社，2004，1.

[4]馮肇瑞，崔國璋主編.安全系統(tǒng)工程[M].冶金工業(yè)出版社，1987，6.

[5]劉子春，張召平，石鳳編著.鉆井工程事故預(yù)防與處理[M].中國石化出版社，2003，1.

[6]李巍，張震，閆毓霞主編.油田生產(chǎn)環(huán)境安全評價與管理[M].化學工業(yè)出版社，2005，3.

TE28

A

1674-6708（2010）30-0215-02